Футерівка внутрішньої поверхні труби для транспортування агресивних і абразивних середовищ

1. Футерівка внутрішньої поверхні труби для транспортування агресивних і абразивних середовищ, що містить у собі циліндричний шар зі зносостійкого полімерного матеріалу, який коаксіально розміщений на внутрішній поверхні труби, яка відрізняється тим, що на вн утрішній поверхні труби, з відступом від її торцевої частини, установлене захисне кільце, внутрішня твірна якого виконана у вигляді зрізаного конуса, менша основа якого спрямована у бік напрямку потоку, при цьому захисне кільце примикає до торцевої частини цилін 3 39311 коаксиально розміщений на внутрішній поверхні труби [Лидин Г.Д. и др.. Горное дело: Терминологический словарь. М., "Недра", 1990. С. - 659]. Полімерний матеріал, маючи високу зносостійкість і механічну міцність, попереджає передчасне зношування труби в процесі транспортування про ній високомінералізованих вод, які утримують абразивні частки. Формування футеруючого шар у може здійснюватися за допомогою використання інструмента, що формує факел розпиленого матеріалу і утворює рівномірний шар на футер уємій поверхні. Залежно від умов формування полімерного футер уючого шару, він може формуватися також вручн у. На відміну від футеровки, утвореної з мінерального матеріалу методом корундовання, полімерна футеровка має широкий діапазон фізикомеханічних властивостей, високу зносостійкість і стійкість стосовно агресивних хімічних сполук, які можуть бути транспортовані у рідині у розчиненому вигляді. Формування футеровки з полімерного матеріалу є високотехнологічним процесом, що дозволяє механізувати практично всі етапи виконання робіт з ізоляції поверхні труби. Футеровка в готовому вигляді являє собою полімерну трубу коаксіально розташовану в транспортуючій трубі, по який здійснюється переміщення суміші води і мінеральних часток у різному об'ємному і ваговому співвідношенні. При збагаченні корисних копалин необхідно транспортувати значні обсяги шламів. Переміщення механічних сумішей відбувається під високим тиском і зв'язаною відповідно до цього значною швидкістю руху продукту. Труба є елементом трубопроводу, а торцева частина полімерної футеровки кожної окремої труби є елементом, що підвищує гідродинамічний опір потоку, що р ухається. У зоні торцевої частини полімерної футеровки відбувається формування турбулентних і вихрових потоків, вектор яких спрямований не тільки по осі труби, але і убік контактної частини примикання футеровки до труби. При високих швидкостях руху потік рідини і мінеральних часток проникають в утворений простір між трубою і футеровкою, що призводить до відшарування останньої. Відшарування футеровки призводить до того, що її утворююча стає не паралельна осі труби, тим самим збільшує гідродинамічний опір потоку. У міру роботи трубопроводу відбувається "сповзання" футеровки, повне її відшарування і у результаті цього трубопровід перекривається, що приводить до аварійної зупинки транспортуючого тракту. Ремонтні роботи по відбудові прохідного перетину трубопроводу і футеровки на його внутрішній поверхні у сполученні зі значними трудовими витратами, призводять до збільшення собівартості готового продукту і зниженню техніко-економічних показників виробництва. Завданням корисної моделі є вдосконалення конструкції футеровки труб, призначених для напірного транспортування сумішей високомінералізо 4 ваних вод, які утримують у зваженому стані абразивні мінеральні частки. Удосконалення футеровки здійснюється за рахунок того, що збільшується ступінь механічного контакту футер уючого шару із поверхнею труби і зменшується гідродинамічний опір торцевої частини футеровки. Це дозволяє запобігти відшаруванню футер уючого шару в процесі експлуатації тр убопроводу, знизити непродуктивні витрати часу і матеріальних засобів на ремонтно-відбудовчі роботи, які пов'язані з необхідністю відновлення прохідного перетину тр убопроводу і відновлення футеруючого шару. Поставлене завдання вирішується за рахунок того, що футеровка внутрішньої поверхні труби для транспортування агресивних і абразивних середовищ містить у собі циліндричний шар зі зносостійкого полімерного матеріалу, який коаксіально розміщений на внутрішній поверхні труби. Відповідно до корисної моделі, на внутрішній поверхні труби, з відступом від її торцевої частини, установлене захисне кільце, внутрішня утворююча якого виконана у вигляді усіченого конуса, менша основа якого спрямована убік напрямку потоку, при цьому захисне кільце примикає до торцевої частинициліндричного шару зі зносостійкого полімерного матеріалу, а зовнішня частина захисного кільця закріплена до внутрішньої поверхні труби, причому усередині шару зносостійкого полімерного покриття розташоване фіксуюче кільце співвісне із трубою і механічно з'єднане з нею за допомогою сполучних елементів. Для запобігання відшаровування полімерного футер уючого шару від вн утрішньої поверхні труби через динамічний вплив потоку, фіксуюче кільце розміщене періодично по довжині труби. Для запобігання виникнення гідродинамічного опору потоку, у місці примикання торцевої частини полімерного футеруючого шару до захисного кільця, товщина шару зносостійкого полімерного матеріалу на внутрішній поверхні труби не повинна перевищувати товщину захисного кільця в проекції на площину перпендикулярну осі труби. Футеровка внутрішньої поверхні труби для транспортування агресивних і абразивних середовищ ілюстр ується схемами, де на Фіг.1 показана частина труби з конструктивними елементами футеровки; де на Фіг.2 - фрагмент кінцевої частини труби. Футеровка містить у собі футеруючий шар 1 з полімерного зносостійкого матеріалу, сформований на внутрішній поверхні труби 2. Футер уючий шар 1 складається із доводочного 3 і приконтактного 4 шарів. З боку торцевої частини труби 2, усередині її розміщене захисне кільце 5 з отвором, утворююча якого виконана у вигляді усіченого конуса. Захисне кільце 5 примикає до торцевої частини футеруючого шар у 1, усередині якого розміщене фіксуюче кільце 6, з'єднане із трубою за допомогою сполучних елементів 7, наприклад, болтів або заклепок. Футеровання трубопроводів здійснюється в такий спосіб. 5 39311 Утворення захисного футеруючого шару 1 може здійснюватися при виготовленні магістральних напірних тр уб 2 або безпосередньо у виробничих умовах перед монтажем трубопроводу 2 від збагачувального комплексу до шламосховища. При необхідності формування футеруючого шар у 1, може здійснюватися при виконанні ремонтновідбудовчи х робіт, особливо на тих ділянках трубопроводів, у яких футеровка не була утворена або була порушена у результаті тривалого експлуатаційного періоду. Перед виконанням робіт, оброблювана внутрішня поверхня труби 2 очищається від пухких відкладень, окалини або окислів. Залежно від типорозміру труби 2 і способів з'єднання з іншими трубами, при монтажі магістрального трубопроводу, біля торцевої частини (на відстані 100-200мм від краю) труби усередині її розміщають попередньо виготовлене захисне кільце 5. Захисне кільце 5 виготовляють зі сталі або зносостійких сплавів. При високій агресивності середовищ, що транспортуються, захисне кільце 5 може бути виготовлене з полімерних або композитних матеріалів. Зовнішній діаметр захисного кільця 5 виконують розмірним внутрішньому діаметру футеруємої труби 2. Усередині захисного кільця 5 виконують отвір, бічна утворююча якого виконана у вигляді усіченого конуса, менша основа якого спрямована убік напрямку потоку. Параметри отвору і захисного кільця 5 визначаються залежно від внутрішнього діаметра труби 2, товщини полімерного шару 1 і мінімізації гідродинамічного опору потоку, створюваним кільцем 5. Після розміщення усередині труби 2, захисного кільця 5 і його фіксації, наприклад, за допомогою зварювання, наноситься перший приконтактний шар 4 зі зносостійкого полімеру на всю підготовлену внутрішню поверхню труби 2. На підставі експериментальних даних установлено, що оптимальна товщина приконтактного полімерного шару 4 повинна становити 0,5-10,0мм. Зазначений діапазон товщини формування першого приконтактного шару 3, обґрунтований технологічністю його утворення, можливістю керування ступенем його фіксації до стінок трубопроводів за допомогою адгезійних властивостей і наступним розміщенням фіксуючих кілець 6. Після полімеризації першого приконтактного полімерного шару З, біля захисного кільця 5 роз 6 міщують фіксуюче кільце 6, яке являє собою циліндричний обруч із металевої смуги. Кріплення захисного кільця 6 до стінки труби здійснюється за допомогою сполучних елементів 7, наприклад, заклепок або болтів, залежно від товщини стінок труби. Кріпленням фіксуючого кільця 6 забезпечують достатній притиск першого приконтактного шару 3 до стінки труби 2 і здійснюють формування доводочного зносостійкого полімерного шару 4 до заданої товщини, що забезпечує експлуатаційний захист трубопроводу від абразивного і хімічного зношування. Залежно від товщини полімерного футер уючого шару 4 зі зносостійкого полімерного матеріалу, фізико-механічних властивостей у ви хідному стані, застосовуваного устаткування, його формування здійснюється в один або кілька прийомів. Після формування футер уючого полімерного шару 1, фіксуюче кільце 6 виявляється усередині футер уючого шар у 1, при цьому не піддається зношуванню і не робить гідродинамічного опору потоку. Залежно від довжини труби 2, розміщення фіксуючих кілець 6 може бути рознесене по її довжині з певною періодичністю. Відстань між фіксуючими кільцями 6 визначається експериментальним шляхом залежно від фізико-механічних властивостей футер уючого шару 1 і те хнологічного режиму транспортування продукту. Після укладання ділянки труби 1 і проведення зварювальних робіт, формується футеруючій полімерний шар на зварювальному шві для створення цільного внутрішнього полімерного покриття. При значній швидкості потоку, зниження гідродинамічного опору торцевою частиною футеруючого шару 1 може бути досягнуте в тому випадку, якщо товщина формованого шару 1 зі зносостійкого полімерного матеріалу на внутрішній поверхні труби не перевищує товщину захисного кільця 5 у проекції на площину перпендикулярну осі труби. Експериментальні і дослідно-промислові випробування показали, що футеровка внутрішньої поверхні труби для транспортування агресивних і абразивних середовищ забезпечує захист тр убопроводу на тривалий період експлуатації. При цьому знижуються витрати на виконання ремонтно-відбудовчих робіт і практично усувається можливість виникнення аварійної ситуації, викликаної проривом трубопроводу. 7 Комп’ютерна в ерстка Л. Купенко 39311 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601